焊縫方法與工藝介紹全解

1、縫焊方法及工藝介紹縫焊是用一對滾盤電極代替點(diǎn)焊的圓柱形電極，與工件作相對運(yùn)動(dòng)，從 而產(chǎn)生一個(gè)個(gè)熔核相互搭疊的密封焊縫的焊接方法。縫焊廣泛應(yīng)用于油桶、罐頭罐、暖氣片、飛機(jī)和汽車油箱，以及噴氣發(fā) 動(dòng)機(jī)、火箭、導(dǎo)彈中密封容器的薄板焊接。縫焊電極縫焊用的電極是圓形的滾盤，滾盤的直徑一般為 50-600mm常用的直徑 為180-250mm滾盤厚度為10-20mm接觸表面形狀有圓柱面和球面兩種，個(gè)別 情況下采用圓錐面（如圖12-1 ）。圓柱面滾盤除雙側(cè)倒角的形式外，還可以做 成單測倒角的形式，以適應(yīng)折邊接頭的縫焊。接觸表面寬度co視工件厚度不同為3-10mm球面半徑R為25-200mm圓柱面滾盤廣泛用于焊

2、接各種鋼和高溫合 金，球面滾盤因易于散熱、壓痕過渡均勻，常用于輕合金的焊接。滾盤通常采用外部冷卻方式。焊接有色金屬和不銹鋼時(shí)，用清潔的自來 水即可，焊接一般鋼時(shí)，為防止生銹，常用含5%#砂的水溶液冷卻。滾盤有時(shí)也采用內(nèi)部循環(huán)水冷卻，特別是焊接鋁合金的焊機(jī)，但其構(gòu)造要復(fù)雜得多?？p焊方法按滾盤轉(zhuǎn)動(dòng)與饋電方式分，縫焊可分為連續(xù)縫焊、斷續(xù)縫焊和步進(jìn)縫焊。連續(xù)縫焊時(shí)，滾盤連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，電流不斷通過工件。這種方法易使工件表 面過熱，電極磨損嚴(yán)重，因而很少使用。但在高速縫焊時(shí)（4-15m/min） 50Hz交 流電的每半周將形成一個(gè)焊點(diǎn)，交流電過零時(shí)相當(dāng)于休止時(shí)間，這又近似于下述 的斷續(xù)縫焊，因而在制缸、制桶工

3、業(yè)中獲得應(yīng)用。斷續(xù)縫焊時(shí)，滾盤連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，電流斷續(xù)通過工件，形成的焊縫由彼此搭 迭的熔核組成。由于電流斷續(xù)通過，在休止時(shí)間內(nèi)，滾盤和工件得以冷卻，因而 可以提高滾盤壽命、減小熱影響區(qū)寬度和工件變形，獲得較優(yōu)的焊接質(zhì)量。這種 方法已被廣泛應(yīng)用于1.5mm以下的各種鋼、高溫合金和鈦合金的縫焊。斷續(xù)縫焊 時(shí)，由于滾盤不斷離開焊接區(qū)，熔核在壓力減小的情況下結(jié)晶，因此很容易產(chǎn)生 表面過熱、縮孔和裂紋（如在焊接高溫合金時(shí)）。盡管在焊點(diǎn)搭疊量超過熔核長 度 50%時(shí)，后一點(diǎn)的熔化金屬可以填充前一點(diǎn)的縮孔，但最后一點(diǎn)的縮孔是難以 避免的。不過目前國內(nèi)研制的微機(jī)控制箱， 能夠在焊縫收尾部分逐點(diǎn)減少焊接電 流，從而

4、解決了這一難題。步進(jìn)縫焊時(shí)，滾盤斷續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，電流在工件不動(dòng)時(shí)通過工件，由于金屬的 熔化和結(jié)晶均在滾盤不動(dòng)時(shí)進(jìn)行， 改善了散熱和壓固條件， 因而可以更有效地提 高焊接質(zhì)量，延長滾盤壽命。這種方法多于鋁、鎂合金的縫焊。用于縫焊高溫合 金，也能有效地提高焊接質(zhì)量， 但因國內(nèi)這種類型的交流焊機(jī)很少， 因而未獲應(yīng) 用。當(dāng)焊接硬鋁。以及厚度為4+4mm以上的各種金屬時(shí)，必須采用步進(jìn)縫焊，以 便形成每一個(gè)焊點(diǎn)時(shí)都能像點(diǎn)焊一樣施加鍛壓力， 或同時(shí)采用暖冷脈沖。 但后一 種情況很少使用。按接頭型式分，縫焊可分為搭接縫焊、壓平縫焊、墊箔對接縫焊、銅線 電極縫焊等。搭接縫焊同點(diǎn)焊一樣，搭接接頭可用一對滾盤或用一個(gè)滾盤

5、和一根芯軸 電極進(jìn)行縫焊。接頭的最小搭接量與點(diǎn)焊相同。搭接縫焊除常用的雙面縫焊外，還有單面單縫縫焊、單面雙縫縫焊和小 直徑圓周縫焊等。小直徑圓周縫焊可采用 1、偏離加壓軸線的滾盤電極； 2、橫 向縫焊機(jī)上附加一定位裝置； 3、采用環(huán)形電極，電極的工件表面呈錐形，錐尖 必須落在小直徑圓周焊縫中心，以消除電極在工件上的滑移。壓平縫焊時(shí)的搭接量比一般縫焊時(shí)要小得多，約為板厚的 1-1.5 倍，焊 接時(shí)同時(shí)壓平接頭， 焊后的接頭厚度為板厚的 1.2-1.5 倍。通常采用圓柱形面的 滾盤，其寬度應(yīng)全部覆蓋接頭的搭接部分。 焊接時(shí)要使用較大的焊接壓力和連續(xù) 的電流。為了獲得穩(wěn)定的焊接質(zhì)量， 必須精確地控制

6、搭接量。 通常要將工件牢固 夾緊或用定位焊預(yù)先固定。 這種方法可以獲得具有良好外觀的焊縫， 常用于低碳 鋼和不銹鋼制成的食品容器和冷凍機(jī)襯套等產(chǎn)品的焊接。墊箔對接縫焊是解決厚板縫焊的一種方法。因?yàn)楫?dāng)板厚達(dá)3mm寸，若采用常規(guī)搭接縫焊， 就必須用很慢的焊接速度， 較大的焊接電流和電極壓力， 這會(huì) 引起工件表面過熱和電極粘附， 使焊接困難。 若用墊箔縫焊， 就可以克服這些困 難。墊箔對接縫焊簡單介紹：先將面板件邊緣對接，并在接頭通過滾盤時(shí)，不斷 地將兩條箔帶鋪墊于滾盤和板件之間。 箔帶的厚度為，寬度為4-6mm. 由于箔帶增加了焊接區(qū)的電阻， 并使散熱困難， 因而有利于熔核的形成。 這種方 法的優(yōu)

7、點(diǎn)是：接頭有較平緩的加強(qiáng)高； 良好的外觀； 不管板厚如何箔帶的厚度均 相同；不易產(chǎn)生飛濺， 因而對應(yīng)于一定電流的電極壓力均應(yīng)相同； 不易產(chǎn)生飛濺， 因而對應(yīng)于一定電流的電極壓力均可減小一半； 焊接區(qū)變形小。 其缺點(diǎn)是： 對接 精度要求高； 焊接時(shí)必須準(zhǔn)備地將箔帶鋪墊于滾盤與工件間， 增加了自動(dòng)化的困 難。銅線電極縫焊是解決鍍層鋼板縫焊時(shí)，鍍層粘著滾盤的有效方法。焊接 時(shí)，將圓銅線不斷地送到滾盤與板件之間。 銅線呈卷狀連續(xù)輸送， 經(jīng)過滾盤后又 連續(xù)繞在另一繞線盤上。 鍍層僅粘附銅線上， 而不會(huì)污染滾盤。 雖然銅線用過后 要報(bào)廢。但鍍層鋼板、特別是鍍錫鋼板，還沒有別的縫焊方法可以代替它。由于 報(bào)廢

8、銅線的售價(jià)與銅線相差不多， 所以焊接成本并不高。 這種方法主要用于制造 食品罐。我國最近生產(chǎn)的FHGX-1型罐身電阻焊自動(dòng)線，是這一方法的最新發(fā)展。 銅線在送至滾盤前先扎成扁平線。搭接接頭和壓平縫焊一樣（如圖12-7b ）。銅線用完后又自動(dòng)切成短段回收。這種方法的焊接速度非常高，板厚0.2mm時(shí)，焊 速可達(dá)15m/mi n。自動(dòng)線包括板件的送進(jìn)、成形、焊接、焊縫的涂漆和烘干。縫焊工藝一、工藝參數(shù)對縫焊質(zhì)量的影響 縫焊接頭的形成本質(zhì)上與點(diǎn)焊相同，因而影響焊接質(zhì)量的諸因數(shù)也是類 似的。主要有焊接電流、電極壓力、焊接時(shí)間、休止時(shí)間、焊接速度和滾盤直徑 等。1 、焊接電流 縫焊形成熔核所需的熱量來源與

9、點(diǎn)焊相同，都是利用電流通過焊接區(qū)電 阻產(chǎn)生的熱量。 在其他條件給定的情況下， 焊接電流的大小決定了熔核的焊透率 和重疊量。在焊接低碳鋼時(shí)，熔核平均焊透率為鋼板厚度的 30-70%，以 45-50% 為最佳。為了獲得氣密縫焊熔核重疊量應(yīng)不小于 15-20%。當(dāng)焊接電流超過某一定值時(shí)，繼續(xù)增大電流只能增大熔核的焊透率和重 迭量而不會(huì)提高接頭強(qiáng)度， 這是不經(jīng)濟(jì)的。 如果電流過大， 還會(huì)產(chǎn)生壓痕過深和 焊接燒穿等缺陷。焊縫時(shí)由于熔核互相重疊而引起較大分流，因此，焊接電流通常比點(diǎn)焊 時(shí)增大 15-40%。2 、電極壓力 縫焊時(shí)電極壓力對熔核尺寸的影響與點(diǎn)焊一致。電極壓力過高會(huì)使壓痕 過深，同時(shí)會(huì)加速滾盤

10、的變形和損耗。 壓力不足則易產(chǎn)生縮孔， 并會(huì)因接觸電阻 過大易使?jié)L盤燒損而縮短其使用壽命。3 、焊接時(shí)間和休止時(shí)間 縫焊時(shí)，主要通過焊接時(shí)間控制熔核尺寸，通過冷卻時(shí)間控制重疊量。 在較低的焊接速度時(shí)，焊接與休止時(shí)間之比為 1.25:1-2:1 ，可獲得滿意結(jié)果。 當(dāng)焊接速度增加時(shí)， 焊點(diǎn)間距增加， 此時(shí)要獲得重疊量相同的焊縫， 就必須增大 比例。為此，在較高焊接速度時(shí)，焊接與休止時(shí)間之比為 3:1 或更高。4 、焊接速度焊接速度與被焊金屬、 板件厚度、以及對焊縫強(qiáng)度和質(zhì)量的要求等有關(guān)。 通常在焊接不銹鋼、 高溫合金和有色金屬時(shí)， 為了避免飛濺和獲得致密性高的焊 縫，必須采用較低的焊接速度。 有

11、時(shí)還采用步進(jìn)縫焊， 使熔核形成的全過程均在 滾盤停止的情況下進(jìn)行。這種縫焊的焊接速度要比常用的斷續(xù)縫焊低得多。焊接速度決定了滾盤與板件的接觸面積、以及滾盤與加熱部位的接觸時(shí) 間，因而影響了接頭的加熱和散熱。當(dāng)焊接速度增大時(shí)，為了獲得足夠的熱量， 必須增大焊接電流。 過大的焊接速度會(huì)引起板件表面燒損和電極粘附， 因而即使 采用外部水冷卻，焊接速度也要受到限制。二、縫焊工藝參數(shù)的選擇 與點(diǎn)焊相似，主要是根據(jù)被焊金屬的性能、厚度、質(zhì)量要求和設(shè)備條件 來選擇的。通?？蓞⒖家延械耐扑]數(shù)據(jù)初步確定，在通過工藝試驗(yàn)加以修正。滾盤尺寸的選擇與點(diǎn)焊電極尺寸的選擇原則一致。為減小搭邊尺寸，減 輕結(jié)構(gòu)重量，提高熱量

12、效率，減小焊機(jī)功率，近年來多采用接觸面寬度為 3-5mm 的窄邊滾盤。滾盤的直徑和板件的曲率半徑均影響滾盤與板件的接觸面積，從而影響電流場的的分布與散熱， 并導(dǎo)致熔核位置的偏移。 當(dāng)焊盤直徑不同而板件厚度相同時(shí)。熔核將偏向小直徑滾盤一邊。 滾盤直徑和板件厚度均相同，而板件呈彎曲 形狀時(shí)，則熔核偏向板件凸向電極的一邊。不同厚度或不同材料縫焊時(shí)，熔核偏移的方向和糾正熔核偏移的方法也 類似于點(diǎn)焊，可采用不同的滾盤直徑和寬度，不同的滾盤材料，以及在滾盤與板 件間加墊片等。在不同厚度板件縫焊時(shí)，由于經(jīng)過已焊好的焊縫區(qū)有顯著的分流，可以 減小熔核向厚件的偏移。但在厚度差較大時(shí)，薄件的焊透率仍然是不足的，必

13、須 采用上述糾正熔核偏移的措施。例如在薄件一邊采用導(dǎo)電性較低的銅合金做滾 盤，并將其寬度和直徑也做得小一些?？p焊接頭的設(shè)計(jì)縫焊的接頭型式、搭邊寬度與點(diǎn)焊類似（壓平縫焊與墊箔對接縫焊的接 頭例外）。滾盤不象點(diǎn)焊電極那樣可以做成特殊形狀，因此設(shè)計(jì)縫焊結(jié)構(gòu)時(shí)，必須 注意滾盤的可達(dá)性。當(dāng)焊接小曲率半徑工件時(shí)，由于內(nèi)側(cè)滾盤半徑的減小受到一定限制，必 然會(huì)造成熔核向外測偏移，甚至使外側(cè)板件未焊透。為此應(yīng)避免設(shè)計(jì)曲率半徑過 小的工件。如果在一個(gè)工件上既有平直部分，又有曲率半徑很小的部分，如摩托 車油箱那樣。為了防止小曲率半徑處的焊接未焊透，可以在焊到此部位時(shí)，增大 焊接電流。這在微機(jī)控制的焊機(jī)上尤其容易實(shí)現(xiàn)

14、。常用金屬的縫焊一、低碳鋼的縫焊低碳鋼是焊接性最好的縫焊材料。低碳鋼搭接縫焊根據(jù)使用目的和用途可采 用高速、中速和低速三種方案。下表為低碳鋼搭接縫焊的焊接條件。手動(dòng)移動(dòng)工 件時(shí)，對便于對準(zhǔn)預(yù)定的焊縫位置，多采用中速。自動(dòng)焊接時(shí)，如焊機(jī)的容量足 夠，可以采用高速或更高的速度。如焊機(jī)容量不夠，不降低速度就不能保證足夠 大的熔寬和熔深時(shí)，就只能采用低速。低碳鋼縫焊的焊接條件板厚滾盤尺寸（mrh電極壓最小搭接里（mm高速焊接中速焊接力（KN（mr）i最小b標(biāo)準(zhǔn)b最大B最小標(biāo)準(zhǔn)最小b標(biāo)準(zhǔn)b焊接時(shí)間（周）休止時(shí)間（周）焊接電流（KA焊接速度（cm/mi n）焊接時(shí)間（周）休止時(shí)間（周）焊接電流（KA0.4

15、3.75.3112.02.27102112.0280229.50.64.25.9122.22.88112113.52702211.50.84.76.5132.53.39122115.52603213.01.05.17.1142.84.010132218.02503314.51.25.47.7143.04.711142219.02404316.01.66.08.8163.66.012163121.02305418.02.06.610.0174.17.213173122.02205519.02.37.011.0174.58.014194223.02107620.03.28.013.6205.710

16、16204227.517011722.0F面兩表為連續(xù)通電的低碳鋼壓平縫焊和墊箔縫焊的焊接條件。低碳鋼縫焊的焊接條件板厚搭接量電極壓焊接電焊接速度(mm(mm力（KN流（KN(cm/min)0.81.24133201.21.87162002.02.51119140板厚（mm電極壓力（KN焊接電流（KA焊接速度（cm/min）0.82.511.01201.02.511.01201.23.012.01201.63.212.51202.33.512.01003.23.912.5704.54.514.050、淬火合金鋼的縫焊可淬硬合金鋼縫焊時(shí)，為消除淬火組織，也需要采用焊后回火的雙脈沖 加熱方式。在焊

17、接和回火時(shí)，工件應(yīng)停止移動(dòng)，即應(yīng)在步進(jìn)縫焊焊機(jī)上進(jìn)行。如 果缺少這種設(shè)備，只能在斷續(xù)縫焊機(jī)上進(jìn)行時(shí)，建議采用焊接時(shí)間較長，弱條件 下表是焊接地合金鋼采用這種條件的推薦值。低合金鋼縫焊的焊接條件板厚（mr）i滾盤寬度（mm電極壓力（KN時(shí)間（周）焊接電流（KA焊接速度（cm/min）焊接休止0.85-66-73-56-860-801.07-87-85-710-1250-701.27-88-97-912-1550-701.57-99-108-1015-1750-602.08-910-1210-1317-2050-602.59-1112-1513-1520-2450-60注：滾盤直徑為150-200

18、mm鍍層鋼板的縫焊1、鍍鋅鋼板的縫焊鍍鋅鋼板縫焊時(shí)，應(yīng)注意防止產(chǎn)生裂紋，破壞焊縫的氣密性。裂紋產(chǎn)生 的原因是殘留在熔核內(nèi)和擴(kuò)散到熱影響區(qū)的鋅使接頭脆化，手盈受應(yīng)力作用而引 起的。防止裂紋的方法是正確選擇工藝參數(shù)。 試驗(yàn)證明，焊透率越?。?0-26%）, 裂紋缺陷就越小?？p焊速度高時(shí)，散熱條件差、表面過熱、熔深大，則易產(chǎn)生裂 紋。一般在保證熔核直徑和接頭強(qiáng)度的條件下，應(yīng)盡量選用小電流、低焊速和強(qiáng)烈的外部水冷。滾盤易采用花鋼輪傳動(dòng)，以便隨時(shí)修整滾盤尺寸并清理其表面。下表為 鍍鋅鋼板縫焊的焊接條件。各種鍍鋅鋼板縫焊的焊接條件鍍層種類及厚度板厚（mr）i滾盤寬度（mm電極壓力（KN時(shí)間（周）焊接電 流

19、（KA）焊接速度 （cm/mi n）焊接休止0.64.53.73216250熱鍍鋅鋼板0.85.04.03217250(15-20um)1.05.04.332182501.25.54.542192301.66.55.041212000.64.53.53215250電鍍鋅鋼板0.85.03.73216250(2-3um)1.05.04.032172501.25.54.342182301.66.54.541192000.64.53.73214250磷酸鈣處理0.85.04.03215250防銹鋼板1.05.04.532162501.25.55.042172301.66.55.541182002.鍍

20、鋁鋼板的縫焊第一類鍍鋅鋼板縫焊的焊接條件見下表:鍍鋁鋼板縫焊的焊接條件板厚（mm滾盤寬度（mm電極壓力（KN時(shí)間（周）焊接電流（KA焊接速度（cm/mi n）焊接休止0.94.83.822202201.25.55.022231501.66.56.03225130對于第二類鍍鋁鋼板，也和點(diǎn)焊一樣，必須將電流增大15-20%。由于粘附現(xiàn)象比鍍鋅鋼板還嚴(yán)重，因此必須經(jīng)常修整滾盤。3.鍍鋁鋼板的縫焊鍍鋁鋼板對汽油有耐蝕性，故常用作汽車油箱。鍍鉛鋼板的縫焊與鍍鋅 鋼板一樣，主要也是裂紋問題，其工藝參數(shù)可參考下表：鍍鉛鋼板縫焊的焊接條件板厚（mm滾盤寬度（mr）i電極壓力（KN時(shí)間（周）焊接電流（KA焊接

21、速度（cm/min）焊接休止32171500.8752182502117.51501.075118.525021181501.274119250四、不銹鋼和高溫合金的縫焊不銹鋼縫焊困難較少，通常在交流焊接上進(jìn)行。下表是不銹鋼縫焊的焊接條件：不銹鋼（1cr18Ni9Ti ）縫焊的焊接條件（HB/Z78-84）板厚（mr）i滾盤厚度（mrh電極壓力（KN時(shí)間（周）焊接電流（KA）焊接速度（KA）焊接休止0.33-3.51-21-2100-1500.51-32-380-1200.82-53-460-801.04-53-460-701.24-63-58.5-1050-601.55-75-79.0-1240-602.07-86-910-1340-50高溫合金縫焊時(shí)，由于電阻率高和縫焊的重復(fù)加熱，更容易產(chǎn)生結(jié)晶偏析和過熱組織，甚至使工件表面擠出毛刺，為此應(yīng)采用很慢的焊接速度、較長的休止時(shí)間以利于散熱。下表為高溫合金縫焊的焊接條件：高溫合金（GH33 GH35 GH39 GH44縫焊的焊接條件板厚（mr）電極壓力（KN時(shí)間（周）焊接電流（KN焊接速度（cm/mi n）焊接休止0.34-73-52-45-660-700.55-8.54-64-75.5-750-700.